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HS
Curva do Sistema

29 HDIN = Perdas de Carga

HP1HP2 HP3 HP4 HP5 HP6
Q1Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q

HEST Quando o HEST = 0, a curva característica da instalação passa pela origem dos eixos.

3.2 Ponto de Trabalho de uma Bomba Centrífuga numa Instalação (PT)

O ponto de trabalho (PT), também designado por ponto de operação (PO) e ponto de funcionamento (PF), representa as condições operacionais de uma bomba num sistema, isto é, indica em que condições uma determinada bomba operará em uma determinada instalação ou sistema.

A curva característica da bomba HB = f(Q) indica, para as condições de regime permanente, a energia que a bomba fornece ao fluido para cada vazão de operação, sendo a mesma decrescente com a vazão.

Já a curva característica da instalação HS = f(Q) indica, também para as condições de regime permanente, a energia que deve ser fornecida ao fluido para cada vazão de operação, de modo que o mesmo possa escoar na instalação; sendo a mesma crescente com a vazão.

O ponto de operação de uma bomba num sistema, normalmente, é obtido por via gráfica, sobrepondo-se a curva característica da instalação à curva característica da bomba.

O ponto de cruzamento das duas curvas representa o ponto de funcionamento, podendose obter nos respectivos eixos, os valores operacionais da altura manométrica e da vazão.

da bomba

As bombas devem ser selecionadas para operação nas instalações, de tal forma que o ponto de trabalho, na medida do possível, corresponda ao ponto de máximo rendimento

4 - ASSOCIAÇÃO DE BOMBAS CENTRÍFUGAS

Dentre as razões que conduzem a necessidade de associarmos bombas citamos: a) a inexistência, no mercado, de bombas que possam, isoladamente, atender a vazão necessária; b) aumento escalonado de vazões com o correr do tempo; c) inexistência no mercado de bombas capazes de vencer a altura manométrica de projeto.

As razões (a) e (b) requerem a associação em paralelo, que consiste em fazer duas ou mais bombas recalcarem em uma ou mais linhas comuns, de forma que cada bomba recalque uma parte da vazão. Para satisfazer a razão (c) é necessária a associação em série. Neste caso as bombas recalcam em linha comum, de tal forma que a anterior, bombeia para a sucção da posterior, que recebe o fluido com maior quantidade de energia de pressão.

Característica da bomba

Característica da tubulação

Ponto de funcionamento

31 4.1- Associação de Bombas em Paralelo

É recomendável neste tipo de associação, que as bombas tenham as mesmas características, ou pelo menos muito próximas.

Neste tipo de associação tem-se:

as bombas operando com a mesma altura manométrica: HB1 = HB2, a vazão do sistema é QS =Q1 +Q2.

Recomendações para associação em paralelo.

a) selecionar bombas com curvas características do tipo estável; b) utilizar de preferencia bombas iguais; c) empregar motores cujas potências sejam capazes de atender a todas as condições de trabalho (bombas operando em paralelo e isoladamente), sem perigo de sobrecarga; d) projetar a instalação, de modo que o NPSHDISP > NPSHREQ em qualquer ponto de trabalho (bombas operando em paralelo e isoladamente).

A figura abaixo mostra, esquematicamente, uma instalação com bombas funcionando em paralelo.

Poço de
SucçãoB

Recalque

Poço de Sucção B

4.1.1- Associação em Paralelo de Bombas Iguais.

É a associação normal e na maioria das aplicações a única aconselhável. Neste caso, as vazões se dividem igualmente entre as bombas quer tenham duas, três ou mais bombas operando.

BC Curva da Instalação
A
DPTp

HB HBp

HBiE

PTi 02 Bombas

HEST
Q1=Q2Qi Qp Q

01 Bomba

a) Igualdade de trechos: A-B = B-C;HBp-D = D-PTp; HBi-PTi= PTi-E

Na figura tem-se que:

b) PTi  Ponto de Trabalho das bombas operando isoladamente (uma de cada vêz); c) HBi  Altura manométrica de cada bomba operando isoladamente; d) Qi  Vazão de cada bomba operando isoladamente; e) PTp  Ponto de Trabalho das bombas operando em paralelo; f) HBp  Altura manométrica de cada uma das bombas que estão operando em paralelo; g) Qp  Vazão do sistema na operação em paralelo (é o total fornecido pelas duas bombas):

h) Q1 e Q2  Vazões de cada uma das bombas na operação em paralelo;

Nesta forma de associação observa-se que:

a) a vazão total do sistema é menor do que a soma das vazões das bombas operando isoladamente; b) se por qualquer razão umas das bombas parar de funcionar, a unidade que permanecer operando terá a potência absorvida e o NPSHREQ maior do que quando estiver funcionando em paralelo. Por isso, ao projetar uma instalação deste tipo, temos que analisar essas grandezas, quando as bombas estão trabalhando em paralelo, bem como, isoladamente.

4.1.2 - Associação em Paralelo de Bombas com Características Diferentes

Duas bombas com características diferentes podem eventualmente trabalhar em paralelo, mas apresentam sérios problemas operacionais, conforme veremos adiante.

JCurva da instalação
AB C D
EF G PTp

HBp

HI J K
B1B2 (B1 + B2) p
QJQ1 Q2 Q p = Q1 + Q2 Q
a) Igualdade de trechos: A-B = C-D;E-F = G-PTp; H-I=J-K

Na figura tem-se: b) PTp  Ponto de Trabalho das bombas operando em paralelo; c) HBp  Altura manométrica da associação das bombas 1 e 2 operando em paralelo (HBp = HBp1 = HBp2) d) HBp1 = HBp2  Altura manométrica de cada uma das bombas que estão operando em paralelo; e) Qp = Q1 + Q2  Vazão do sistema na operação em paralelo (é o total fornecido pelas duas bombas):

f) Q1 e Q2  Vazões de cada uma das bombas na operação em paralelo; g) A parcela de vazão de cada bomba é diferente ou seja Q1  Q2 h) se a altura manometrica do sistema superar a da bomba 2, somente a bomba 1 recalcará o fluido. Neste caso a bomba 2 terá vazão nula e sofrerá sobreaquecimento.

4.2 - Associação de Bombas em Série com Características Diferentes

Se duas ou mais bombas estão operando em série as vazões se mantém e as alturas manométricas totais se somam. Nestas aplicações, deve-se tomar cuidados de verificar se a flange de sucção da segunda bomba suporta a pressão de descarga da primeira. Para a associação em série, a curva resultante tem as seguintes características:

HBS = HBs1 + HBs2;QS = Q1 = Q2.

A figura abaixo apresenta as curvas da associação de duas bombas com características diferentes em série.

HB Curva do Sistema

HBSPTS

PT2

HBs2
HBi1PT1
HBs1
HEST
Qi1Qi2 QS = Q1= Q2

HBi2

Na figura tem-se:

a) PT1  Ponto de Trabalho da bomba 1 operando isoladamente; b) PT2  Ponto de Trabalho da bomba 2 operando isoladamente; c) PTs  Ponto de Trabalho das bombas 1 e 2 operando em série; d) Qi1  Vazão da bomba 1, quando operando isoladamente; e) Qi2  Vazão da bomba 2, quando operando isoladamente; f) Qs = Q1 = Q2  Vazão do sistema na operação em série, que é a mesma vazão de operação de cada bomba na associação em série; g) HBi1  Altura manométrica da bomba 1, quando operando isoladamente; h) HBi2  Altura manométrica da bomba 2, quando operando isoladamente; i) HBs  Altura manométrica da associação das bombas 1 e 2 em série j) HBs1  Altura manométrica da bomba 1, quando operando na associação em série; k) HBs2  Altura manométrica da bomba 2, quando operando na associação em série

4.3 – Definição do Número Adequado de Bombas na Associação em Paralelo

Se necessitarmos recalcar grandes vazões, superiores às capacidades das bombas normais de mercado, normalmente, optamos por um sistema de associação em paralelo, que requererá mais de uma bomba. O numero de unidades a ser empregado depende das peculiaridades de cada caso e das capacidades das bombas disponíveis no mercado. Quando é necessário apenas uma bomba, é aconselhável mantermos uma reserva . Se existem no mercado bombas com capacidade adequada, o numero de 3 conjuntos é razoável .Dois para atender a vazão total e o terceiro de reserva, com capacidade de recalcar 50% da vazão total. É a solução mais barata e mais maleável, do que se tivéssemos 2 conjuntos cada um com capacidade de atender a vazão total. Quatro conjuntos , 3 em funcionamento e 1 reserva com capacidade recalcar 3,3% da vazão total, é um sistema razoável. Acima de 4 unidades torna-se anti-econômico, a não ser que haja razões imperativas, pois aumentam os serviços de manutenção, maiores gastos na instalação e problemas na operação quando trabalham em paralelo.

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